Kleber und Klebstoff Beratung

Kunststoff kleben

1. Thermoplastische Kunststoffe (Plastik) kleben

Beim Kleben von Kunststoffen muss unterschieden werden, zwischen thermoplastischen Kunststoffen (Plastik) und duroplastischen Kunststoffen (Duromere, Duroplaste).

In dieser Beratung geht es um die Thematik, diese Kunststoffe miteinander zu kleben. Kombinationsklebungen mit anderen Werkstoffen, bitte die jeweilige Werkstoffkombination auswählen und in die Eignungsprüfung mit einbeziehen.

Thermoplastische Kunststoffe sind überwiegend als Formteil anzutreffen, z. B. Gehäuse- oder Geräteteile im täglichen Leben. Hier spricht man auch von Spritzgussteilen. Diese Kunststoffe werden in Form von Granulat angeliefert, maschinell thermisch aufbereitet und in eine vorgesehene Form gespritzt, bzw. als Profile gepresst oder mittels einer Blasformmaschine zum fertigen Teil ausgeführt. Zudem wird auch in unterschiedlichen Fertigungsverfahren Plattenware erzeugt.

Diese thermoplastischen Kunststoffe (Plastik) werden je nach Verwendungs- oder Einsatzzweck in unterschiedlichen Sorten angeboten. (Siehe nachstehende Auswahlliste einiger häufig anzutreffender Kunststoffsorten). Leider sind die Klebeigenschaften der einzelnen Sorten unterschiedlich. Einige Sorten lassen sich gut bzw. weniger gut kleben. Einzelne Sorten lassen sich nur mittels aufwendiger technischer Vorbehandlung oder nur mit speziell formulierten Klebstoffen kleben. Wenige Sorten sind so gut wie nicht oder nur schwach zu kleben, z. B. PTFE oder POM.

Beginnen wir mit den leicht zu klebenden Kunststoffen. Hier kommen häufig folgende Sorten zum Einsatz: ABS, ASA, PC, PS, PMMA, PVC-weich und PVC-hart. Diese thermoplastischen Produkte verbindet die Gemeinsamkeit, sie können durch Lösungsmittel angelöst werden. Dies bedeutet, die Oberfläche wird weich bis flüssig und verschmilzt miteinander. Wenn die Lösungsmittel sich verflüchtigt haben, wandelt sich diese Kunststoffoberfläche wieder zu einem festen, harten Produkt. Hier spricht man auch von Quellschweiß- oder Kaltschweißverfahren. Häufig ist jedoch ein Gemisch aus Lösungsmittel oder Klebstoffen, denen geeignete zusätzliche Substanzen gemischt wurden, nötig. Hierbei handelt es sich um gesonderte Klebstoffformulierungen mit speziellen Eigenschaften wie Einwirk-, Verarbeitungs- und Ablüftezeiten, Konsistenz, Zuschlagstoffen oder Abmischungen.

Weniger gut zu klebende Kunststoffsorten sind PP, PE (HDPE und LDPE), PET, PET-G und POM. Diese Kunststoffe sind jedoch häufig anzutreffen. Bei industriellen Großserienverarbeitungen stehen hierfür spezielle technische Verfahren zur Verfügung. Geläufig sind Plasma-, Flamm-, Coronaverfahren u. a. Bei Kleinstteilen kommen speziell abgestimmte Primer (Vorstriche) zum Einsatz.

In den letzten Jahren wurden für diese schwierig klebbaren Kunststoffe spezielle Klebstoffe entwickelt, um auch diese ohne Vorbehandlung, klebtechnisch verbinden zu können.

Für konstruktive, strukturelle Klebungen stehen wenige 2-K Klebstoffsysteme auf Basis Acrylate zur Verfügung. Hiermit können hochfeste und belastbare Klebungen (auch im Außenbereich) erreicht werden. Die rohstoffbedingt kurze Verarbeitungszeit von wenigen Minuten dieser Klebstoffe, erlaubt es jedoch nicht, große Flächen zu kleben. Großflächige Klebungen können mit einem hierfür speziell entwickelten Kontaktklebstoff ausgeführt werden. Für schnelle, kleinste Klebungen, sog. Montageklebungen bietet sich ein dafür geeigneter Schmelzklebstoff in Stickform an. Für kleinste Klebflächen sind Duo-Systeme, bei denen abgestimmte Vorstrichmittel (Primer) und Klebstoffe eingesetzt werden, verfügbar.

Klebungen der Kunststoffsorten POM, PET, PET-G miteinander oder mit anderen Werkstoffen können je nach Ausgestaltung der Klebflächen und dem Belastungsspektrum ebenfalls mit speziellen 2-K Systemen, wie für PE + PP, brauchbar geklebt werden.

PTFE (bekannt unter der Marke Teflon®) ist so gut wie nicht klebbar. PTFE wurde als Material entwickelt auf dem nichts anhaftet (z. B. die Bratpfanne). In Ausnahmen ermöglicht ein, nicht unbedenkliches Ätzverfahren eine Oberflächenvorbehandlung von PTFE, um eine anwendungsorientierte und brauchbare Klebung zu erzielen.

Da alle hier genannten Kunststoffsorten eigene und auch abweichende Klebeigenschaften aufweisen, sind immer praxisnahe und nutzungsorientierte Eignungsversuche zwingend nötig. Selbst Kunststoffe einer gleichen Sorte können je nach Herstell- oder Aufbereitungsverfahren und enthaltener Füll- und Farbstoffe, deutliche Unterschiede im Klebverhalten zeigen. Wichtig ist, dass die Oberflächen frei von trennenden Substanzen sind. Eine sorgfältige Reinigung ist wichtig.

Abkürzungen Bezeichnung Auswahl häufiger Markennamen Klebbarkeit
ASA Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer Luran® S gut
ABS Acrylnitit-Butadien-Styrol Lustran®, Novodur®, Terluran® gut
EVA Ethylenvinylacetat - mittel
PA Polyamid Nylon®, Perlon®, Ultramid® mittel
PBT Polybutylenterephthalat Crastin®, Pocan®, Ultradur® mittel
PC Polycarbonat Makrolon®, Lexan® gut
PE Polyethylen Hostalen®, Trolen®, Vestolen® schlecht
PET Polyethylenterephtalat - schlecht
PET-G Polyethylenterephtalat-Glycol - schlecht
PMMA Polymethylmethacrylat Plexiglas® gut
POM Polyoxymethylen Hostaform®, Ultraform®, Delrin® sehr schlecht
PP Polypropylen Hostalen®, Vestolen®, Novolen® schlecht
PS Polystyrol Trolitul®, Hostyron®, Vestyron® gut
PS (EPS) Polystyrol geschäumt Styropor® gut
PS (XPS) Polystyrol extrudiert Styrodur®, Styrofoam® gut
PVC-U Polyvinylchlorid hart Hostalit®, Vestolit®, Trosiplast® gut
PVC-P Polyvinylchlorid weich Skay®, Acella® gut
SB Polystyrol, schlagfest Hostyren®, Styrolux®, Vestyron® gut
SAN Styrol-Acrylnitril Luran®, Vestoran® gut

2. Duroplastische Kunststoffe kleben

Wie schon bei den thermoplastischen Kunststoffen beschrieben, sind auch hier verschiedene Arten und Oberflächen anzutreffen. Die hier besprochenen Kunststoffe werden auch Duroplaste, Duromere und Faserbundwerkstoffe genannt. Zur Herstellung dieser Werkstoffe werden zwei oder auch mehrere Komponenten i. d. R. Kunstharze und Härter, verwendet. Durch eine chemische Reaktion, fallweise auch durch Wärmeeinwirkung, härten diese Komponenten zu einem Kunststoff. Im Gegensatz zu den v. g. thermoplastischen Kunststoffen, können diese mittels Erwärmung oder mechanische Einwirkung nicht mehr zerstörungsfrei verformt werden kann.

Zur Steigerung der Festigkeit dieser Kunststoffe können zusätzlich Fasern, z. B. Glas-, Kohle oder Textilfasern beigemischt werden. Als übliche Bezeichnungen sind anzutreffen: glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK, auch Carbon genannt). Diese werden im Laminier verfahren zu fertigen Formteilen verarbeitet. Als Kunststoffe kommen Polyester, Epoxidharze u.a. zum Einsatz. Daneben bietet der Markt auch das System, Sheet Molding Compound (SMC) an. Bei SMC liegen diese als Halbzeug in Form fertiger, teigartiger und pressbarer Plattenware vor. Diese werden unter hohem Druck und hohen Temperaturen zu fertigen Formteilen verpresst.

Bei solchen GFK, CFK, AFK-Kunststoffteilen liegen klebtechnisch oft zwei unterschiedliche Oberflächen vor. Eine sog. Sichtseite die meist zusätzlich veredelt wurde und eine oft weniger dekorative, grobe Rückseite. Bei dieser Rückseite ist häufig eine Faserstruktur zu erkennen. In einigen Fällen kann es möglich sein, dass diese Rückseite weniger gute Klebeigenschaften erbringt. Bei den Sichtseiten findet ein sog. Gelcoat Anwendung. Es handelt sich hier um einen besonderen Hartlack, der die Oberfläche schützt und gestaltet. Diese Schicht wird beim Fertigungsprozess integriert appliziert. (Hinweis: es gibt unterschiedliche Rezepturen mit abweichenden Klebeigenschaften solcher Gelcoats). Neben dem angesprochenen Gelcoat sind auch andere Oberflächenveredelungen anzutreffen.

SMC-Teile zeigen meist auf beiden Seiten glatte Oberflächen, wobei auch hier die Sichtseite veredelt, z. B. lackiert usw. sein kann.

Klebtechnisch muss immer berücksichtigt werden, welche Oberflächenart vorliegt und wie die jeweiligen Klebeigenschaften sind. Klebstoffe die auf veredelten Oberflächen gut kleben, müssen nicht zwangsweise auch auf nicht veredelten Flächen die gleichen Festigkeiten erbringen, oder umgekehrt.

Klebtechnisch unterscheidet man strukturelle und flächige Klebungen. Im strukturellen Bereich sind Kombinationen von Duroplasten miteinander und mit anderen festen Werkstoffen wie Metallen oder Hölzer anzutreffen. Solche Klebungen werden bevorzugt mit Zwei-Komp. Klebstoffen auf Basis Epoxidharze (EP) ausgeführt. Bei veredelten Oberflächen können Ein- oder Zwei- Komp. Klebstoffe auf Basis Polyurethan (PUR) oder Acryl (MMA) sehr gute Festigkeiten erzielen. Bei Anwendungen die Vibrationen oder Schwingungen unterliegen, bewähren sich moderne, elastische 1-Komp. Hybridsysteme im Dickschichtverfahren, welche dann in Raupenform appliziert werden. Für flächige Anwendung sind Hybridsysteme weniger geeignet (Thema Durchhärtung/Vernetzung).

Bei Kaschierungen großer Flächen von Duroplasten mit anderen unterschiedlichen Materialien, können Ein- und Zwei-Komp. Klebstoffe mit langen Verarbeitungszeiten oder klassische Kontaktklebstoffe auf Basis Polychloroprene (CR) bzw. Polyurethane (PUR) Verwendung finden.

Da diese Duroplaste meist zu Formteilen verarbeitet werden, ist zwingend darauf zu achten, dass die Klebflächen frei von Trennmitteln sind. Geeignete, effektive Reinigungsmittel sind zu verwenden. Diese müssen sich mit den zu reinigen Oberflächen und auch den verwendeten Klebstoffen vertragen. Im Zweifel mit dem Hersteller des Klebstoffes in Kontakt treten.


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